EFEITO DO TRATAMENTO SUPERFICIAL DA CERÂMICA SOBRE A FORÇA DE UNIÃO DA RESINA COMPOSTA.

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1 Revista de Odontologia da Universidade Cidade de São Paulo 2006 set-dez; 18(3) EFEITO DO TRATAMENTO SUPERFICIAL DA CERÂMICA SOBRE A FORÇA DE UNIÃO DA RESINA COMPOSTA. EFFECT OF SURFACE TREATMENT ON THE SHEAR BOND STRENGTHS OF THE COMPOSITE RESIN. Rossana Pereira de Almeida Antunes * Lívia Saladini Vieira ** Ricardo de Souza Antunes *** RESUMO Introdução: O alto potencial de fratura da cerâmica odontológica pode comprometer o resultado de uma reabilitação estética. O reparo intra-oral de uma cerâmica fraturada é muitas vezes uma alternativa viável para se evitar a remoção de uma prótese. A utilização de resina composta para esse tipo de reparo é uma das técnicas mais difundidas, mas, para que ocorra sucesso, é importante que seja garantida uma boa adesão entre a resina composta e a cerâmica, o que exige um preparo superficial da cerâmica. Este trabalho tem como objetivo avaliar a resistência de união de uma resina composta híbrida à superfície da cerâmica condicionada por diferentes tratamentos mecânico-químicos. Métodos: Foram confeccionados noventa discos de cerâmica (10x2mm) que foram incluídos em anel de PVC com resina acrílica e divididos em 3 grupos. Um grupo foi considerado grupo-controle (sem tratamento mecânico); trinta discos foram jateados com óxido de alumínio 50μm e trinta foram asperizados com ponta diamantada. Esses grupos foram subdivididos e submetidos aos tratamentos químicos: ácido fosfórico 35%, fluorfosfato de sódio acidulado 1,23% e ácido hidrofluorídrico 9,6%. Sobre a superfície tratada foi aplicada uma camada de silano e confeccionadas as restaurações em resina composta (5mm de diâmetro). Os corpos de prova foram termociclados e realizados testes de cisalhamento com célula de carga de 50 kgf e velocidade de 2mm/minuto. Resultados e conmclusão: Os resultados demonstraram que os tratamentos mecânico-químicos estudados são indicados para o reparo intra-oral de uma restauração cerâmica fraturada. DESCRITORES: Cerâmica - Resinas compostas Resistência à tração. ABSTRACT Introduction: High ceramic fracture rates may compromise the result of an esthetic rehabilitation. An intra-oral repair of fractured porcelain is may times a more cost-effective clinical method for avoiding a prosthesis removal. The clinical success of the ceramic repair method is dependent on the integrity of the bond between the porcelain repair and the composite resin. This integrity is achieved either by chemical or mechanical bonds. The objective of this study is to evaluate, in vitro, the bond strength of a composite resin to porcelain after different mechanical and chemical treatments. Methods: Ninety porcelain disks (10mm in diameter and 2mm thick) were prepared in a Teflon die and embedded in acrylic resin. Two groups were abraded with mechanical treatments: micro-etcher using Al2O3 particles or abraded with diamond burs. One group served as a control. These disks were submitted to a chemical treatment: 35% phosphoric acid; 1.23% acidulated phosphate fluoride and 9.6% hydrofluoridric acid. The composite resin restoration was made after the application of silane. The samples were thermocycled and the bond strength was determined using a testing machine at a cross-head of 2mm/min with a 50 kgf load-cell. Results and conclusion: The results indicated that the mechanical and chemical treatments studied are indicated to repair fractured porcelain. DESCRIPTORS: Ceramics - Composite resins - Tensile strength * Professor Associado do Departamento de Materiais Dentários e Prótese da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto USP. ** Cirurgiã-Dentista - Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto USP *** Técnico em Eletrônica Laboratório Integrado de Pesquisa em Biomateriais - Departamento de Materiais Dentários e Prótese da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto USP. 225

2 INTRODUÇÃO As restaurações cerâmicas são largamente utilizadas, principalmente devido às suas características estéticas. A cerâmica, porém, possui alto potencial de fratura, (Leibrock et al ), o que pode levar a falhas causadas por diversos fatores: impacto, fadiga, forças oclusais, diferença entre o coeficiente de expansão térmica do metal do coping e da cerâmica, uso de metal com baixo módulo de elasticidade, desenho impróprio do coping, defeitos internos ou contaminação da liga, excessiva espessura da cerâmica, preparo dental incorreto (Kussano et al. 15, 2003; Yanocoglu 23, 2004; Galiatsatos ). Essas falhas ocorrem freqüentemente porque a cerâmica não resiste a forças de tração ocasionada pela deformação plástica (Albakry et al ). O reparo de uma fratura aumenta a longevidade clínica oferecendo uma alternativa efetiva, pois a substituição de uma prótese pode ser eliminada ou adiada (Haselton et al. 10, 2001). Dentre as técnicas de reparo, a mais difundida é o reparo intra-oral com resina composta, mas seu sucesso clínico depende de uma efetiva união entre a resina e a superfície da cerâmica condicionada mecânico-quimicamente. Para uma satisfatória adesão entre a cerâmica e a resina são utilizados diversos sistemas de retenção mecânico-químicos como: asperização com pontas diamantadas (Jochen e Caputo 12, 1977; Suliman et al. 21, 1993); abrasão com óxido de alumínio (Goldstein e White 8, 1995; Berksum e Saglam 4, 1994); condicionamento superficial com ácido hidrofluorídrico (Llobel et al. 17, 1992), ácido fosfórico (Appeldoorn et al. 3, 1993) ou fluorfosfato de sódio acidulado (Goldstein e White 8, 1995). O fluorfosfato de sódio acidulado em forma de gel altera a textura superficial da cerâmica porque o seu baixo ph forma ácido hidrofluorídrico que ataca a sílica, principal componente das cerâmicas odontológicas (Kula e Kula 14, 1995; Butler et al. 5, 2004). Um dos fatores que exerce grande influência na adesão resina/cerâmica é o uso do silano que, ao reagir com o grupos OH da cerâmica, promove uma ligação covalente com os polímeros resinosos, criando-se uma união estável, (Goldstein e White 8, 1995; Szep et al. 22, 2000; Hakayama et al. 9, 1992; Saracoglu et al. 20, 2004). Este trabalho tem como objetivo avaliar a força de união de uma resina composta híbrida à superfície da cerâmica condicionada por diferentes tratamentos mecânico-químicos, após ciclagem térmica. MATERIAL E MÉTODO 1. Confecção dos corpos de prova em cerâmica A parte experimental deste trabalho foi totalmente desenvolvida no Laboratório Integrado de Pesquisas em Biomateriais, do Departamento de Materiais Dentários e Prótese da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto-USP. A partir de uma matriz de teflon, foram confeccionados noventa discos de cerâmica (IPS Classic, Ivoclar, Liechtenstein) de 10mm de diâmetro por 2mm de espessura. A cerâmica foi esculpida na matriz e sinterizada em forno EDG (São Carlos, SP, Brasil). Após a sinterização da cerâmica, os corpos de prova foram incluídos em anel de PVC de ¾ de polegada com 20mm de altura, utilizando-se resina acrílica autopolimerizável incolor (Dencor, São Paulo, SP, Brasil) e foram submetidos aos diferentes tratamentos mecânico-químicos. 2. Tratamento superficial dos corpos de prova Os corpos de prova foram, inicialmente, divididos em 3 grupos submetidos a tratamento mecânico: Grupo de controle (C): sem qualquer tratamento mecânico; Grupo jateado (J): trinta (30) corpos de prova tiveram sua superfície jateada com óxido de alumínio 50mm pelo tempo de quinze segundos; Grupo asperizado (A): trinta (30) corpos de prova tiveram a superfície da cerâmica asperizada com ponta diamantada (FG 3069; KG Sorensen, Barueri, São Paulo, SP, Brasil), montada em alta rotação, aplicada três vezes no mesmo sentido, sob refrigeração. Os três grupos (C, J e A) foram subdivididos em três subgrupos, tratados com diferentes substâncias químicas. Após a aplicação dos ácidos, as superfícies foram lavadas abundantemente com água, secas, e os corpos de prova foram armazenados em ambiente a 100% de umidade. A Tabela 1 apresenta as substâncias químicas, suas concentrações e tempo de aplicação. 3. Confecção do reparo em resina composta Para a confecção do reparo em resina composta, no centro do corpo de prova, foi posicionado um tubo plástico de 5mm de diâmetro, obtido a partir de canudos de refrigerante, preso em quatro pontos externos por cera pegajosa (HORUS, Dentsply, Petrópolis, RJ, Brasil), para fixá-lo em posição. Todos os corpos de prova receberam aplicação de uma camada de silano (Dentsply, Petrópolis, RJ, Brasil), que foi seco com jatos de ar por 10 segundos, seguido da aplicação de adesivo Prime e Bond 2.1, 226

3 Tabela 1. Substâncias químicas utilizadas neste estudo, sua concentração e tempo de aplicação. Substância Concentração Tempo (min) Ácido fosfórico (H3PO4) Fluorfosfato de sódio acidulado Ácido hidrofluorídrico (HF) 35% 2 1,23% 10 9,6% 2 Figura 1. Reparo em resina composta aplicado sobre a superfície da cerâmica tratada. Figura 2. Corpo de prova em posição sendo submetido ao ensaio de cisalhamento. Tabela 2. Média e desvio-padrão de cada grupo amostral (MPa) resultantes do ensaio de cisalhamento. Tratamento mecânico Ácido fosfórico (AF) Tratamento químico Fluorfosfato de sódio acidulado (FA) Ácido hidrofluorídrico (HF) CONTROLE (C) 13,023 ± 2,955 13,661 ± 6,847 10,917 ± 2,978 JATEADO (J) 12,406 ± 4,713 5,861 ± 1,567 13,632 ± 4,342 ASPERIZADO (A) 7,269 ± 2,682 7,274 ± 1,671 13,259 ± 3,761 (Dentsply, Petrópolis, RJ, Brasil), fotopolimerizado por 40 segundos com luz halógena (Dabi Atlante: 450mW/cm2) e foi confeccionada uma restauração de resina composta híbrida (Z-100, 3M, Sumaré, SP, Brasil) condensada em pequenos incrementos polimerizados por 40 segundos com luz halógena (450mW/cm2), até completar-se a restauração. Removidos os anéis plásticos, os corpos de prova foram novamente armazenados em 100% de umidade. A Figura 1 mostra um corpo de prova concluído. 4. Termociclagem O ensaio de termociclagem foi realizado numa máquina simuladora de ciclos térmicos modelo MSCT-3, seguindo-se a norma ISO/TS 11405/2003. Os corpos de prova foram armazenados em água destilada a 37ºC pelo período de 24 horas. Decorrido esse prazo, foram submetidos a 500 ciclos, com temperaturas variando de 5º-55ºC. O tempo de imersão em água destilada nas diferentes temperaturas foi de 30 segundos. 5. Testes de cisalhamento Para os testes de cisalhamento foi utilizada a Máquina Universal de Ensaios, modelo DL 2000 (EMIC, São José dos Pinhais, PR, Brasil). Os corpos de prova foram posicionados em dispositivo próprio, confeccionado em latão, para o ensaio que foi realizado com uma ponta ativa de aço, em forma de cinzel, numa velocidade de 2,0mm por minuto e célula de carga de 50kgf. A Figura 2 mostra o corpo de 227

4 prova em posição para o ensaio de cisalhamento. RESULTADOS A Tabela 2 apresenta os resultados, média e desviopadrão, obtidos após ensaios de cisalhamento. Os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) para dois fatores de variação. Assim, observou-se que havia diferença entre os tratamentos químicos (ph0=0,603%), entre os tratamentos mecânicos (ph0= 0,210%) e na interação tratamentos químicos e mecânicos (ph0=0,014%). Para a complementação da análise estatística foi realizado o teste auxiliar paramétrico de Tukey, a 1% (α=0,01). A única diferença estatística encontrada ocorreu no grupo-controle atacado quimicamente pelo fluorfosfato de sódio acidulado gel a 1,23%, com valores mais elevados (12,406MPa). Os demais grupos não apresentaram diferença estatística significante. DISCUSSÃO A utilização de resina composta para o reparo intra-oral da cerâmica fraturada é a mais comum e a mais desenvolvida das técnicas para a solução desse tipo de problema (Cardoso e Spinelli 6, 1994). A decisão de se fazer um reparo intra-oral é baseada na determinação de que o desenho da infra-estrutura metálica (coping) esteja satisfatório e não tenha sido a causa da fratura. Outro problema é a extensão da fratura, pois quanto maior a sua área maior a dificuldade para o reparo. A resina é o material de escolha, mas apresenta desvantagens como: manchamento, pobres características de desgaste, baixa resistência ao longo do tempo, principalmente se a área da fratura for maior, o resultado não será tão duradouro ou estético (Hirshfeld e Rehany 11, 1991; Berksun e Saglam 4, 1994). O objetivo deste trabalho é fazer uma comparação entre diferentes métodos de preparo da superfície da cerâmica, com resultados indicando que, com exceção da associação fluorfosfato de sódio acidulado com superfície sem tratamento mecânico (controle) em relação aos grupos jateado ou asperizado, não houve diferença estatística significante entre os diferentes tratamentos mecânico-químicos empregados. Esses resultados estão em concordância com Suliman et al. 21 (1993) que, avaliando diferentes tratamentos: abrasão com óxido de alumínio, rugosidade com pontas diamantadas, ácido hidrofluorídrico e ácido hidrofluorídrico mais rugosidade com pontas diamantadas não encontraram diferenças significativas, embora a associação do ácido hidrofluorídrico mais rugosidade com pontas diamantadas tenha sido mais efetiva em termos numéricos. Addison e Fleming 1, (2004), estudando a influência da preparação da superfície da porcelana na força de adesão com a resina composta, observaram que condicionar a porcelana não só resulta na aspereza necessária condutora para a interligação mecânica, mas também exerce um efeito químico pela acidificação da superfície da mesma, aumentando sua energia livre, tornando-a mais reativa com os agentes silanos. O ácido hidrofluorídrico é o ácido mais indicado para o condicionamento superficial da cerâmica, mas seu uso intra-oral é perigoso nas concentrações requeridas para esse fim, podendo ocasionar lesões em tecidos moles (Llobel et al. 17, 1992). Os ácidos agem diferentemente, dissolvendo componentes da cerâmica, criando microrretenções mecânicas nas cerâmicas feldspáticas, mas não são efetivos em cerâmicas altamente cristalinas. O ácido fosfórico também é indicado para o condicionamento da cerâmica, embora alguns autores afirmem que ele não ataca a superfície, mas a torna mais susceptível ao silano (Goldstein e White 8, 1995). Alguns kits de reparo, comerciais, utilizam o ácido fosfórico em diferentes concentrações: 37% ou 40% (Goldstein e White 8, 1995; Matsumura e Atsuta ). O fluorfosfato de sódio acidulado 1,23%, em forma de gel, também tem capacidade de atacar a superfície da cerâmica. Repetidas aplicações desse gel podem alterar a textura superficial da cerâmica porque o baixo ph do fluorfosfato em gel resulta na formação de ácido hidrofluorídrico que ataca a sílica, principal componente das cerâmicas dentais (Goldstein e White 8, 1995; Butler et al. 5, 2004). A aplicação de fluorfosfato acidulado 1,23% em forma de gel pelo tempo de quatro minutos provoca alterações superficiais (Kula e Kula 14, 1995). Este trabalho comparou três diferentes tratamentos químicos superficiais: ácido hidrofluorídrico 9,6%, ácido fosfórico 35% e fluorfosfato de sódio acidulado 1,23%, com os resultados indicando uma diferença estatisticamente significante ocorrida entre o grupo jateado e os demais tratamentos mecânicos, com média inferior a todos os grupos estudados (5,861MPa). Entre os tratamentos mecânicos empregados neste estudo não foram observadas diferenças estatisticamente significantes. Para Goldstein e White 8, (1995), o 228

5 jateamento com óxido de alumínio não somente cria rugosidades micromecânicas, mas, também, provoca alterações aumentando a energia de superfície, o que permite que o ácido penetre mais profundamente na superfície além de aumentar a umectabilidade pelos adesivos. Os resultados deste trabalho diferem de Appeldoorn et al. 3 (1993) e Kato et al. 13 (1996) que encontraram melhores resultados na força de união resina/cerâmica após o jateamento com partículas de óxido de alumínio. Já para Pameijer et al. 19 (1996), não foram encontradas diferenças significantes entre um grupo jateado e um grupo apenas atacado quimicamente, fato importante, uma vez que o jateamento requer o uso de equipamento específico (microetch) e a maioria dos profissionais não tem acesso ao mesmo em seus consultórios. Além disso, a pressão do jato pode prejudicar a cerâmica glaseada, adjacente à área a ser reparada, o que requer isolamento efetivo da área (Llobel et al. 17, 1992). A aplicação de pontas diamantadas sobre a superfície da cerâmica cria microirregularidades, agindo como um fator mecânico. Appeldoorn et al. 3 (1993), estudando um sistema de reparo composto por ácido fosfórico 37% associado a rugosidade com pontas diamantadas ou jateamento com óxido de alumínio, encontraram melhores resultados com este último tratamento. Suliman et al. 21 (1993) encontraram ótimos resultados na associação de rugosidade com pontas diamantadas mais ácido hidrofluorídrico, promovendo maior resistência de união, sem, todavia, haver diferença em relação à abrasão com óxido de alumínio. A silanização da superfície é um fator de suma importância para o sucesso de um reparo com resina composta, uma vez que esse agente tem a capacidade de formar uma união covalente entre componentes da cerâmica e polímeros resinosos, criando uma união mais forte do que a resistência coesiva da porcelana. É uma união estável, pois o silano reage com grupos OH da superfície da cerâmica (Goldstein e White 8, 1995; Haselton et al. 10, 2001; Szep et al. 22, 2000; Saracoglu et al.20, 2004). Neste estudo, a silanização foi realizada em todos os grupos. Outro fator relevante é o tipo de resina utilizada no reparo. De acordo com Goldstein e White 8, (1995), compostos híbridos deveriam ser empregados devido a sua alta resistência; os materiais microparticulados só deveriam ser usados em áreas que requerem ótima estética e alto polimento, mas que não requerem resistência máxima. Neste estudo, a resina composta empregada é híbrida Z-100 (3M). Assim, pode-se concluir que há várias técnicas para se realizar o reparo intra-oral de uma cerâmica fraturada e em todos os casos uma combinação de técnicas promoverá melhores resultados. Como todas as técnicas são dependentes da habilidade do operador, os procedimentos deveriam ser facilitados para que se alcançassem melhores resultados. Neste estudo, todas as associações de técnicas apresentaram resultados favoráveis que não diferiram estatisticamente entre si, embora o ácido hidrofluorídrico tenha apresentado as maiores médias de retenção. É importante salientar que algumas técnicas empregam materiais de uso rotineiro no consultório odontológico, como pontas diamantadas associadas ao ácido fosfórico ou fluorfosfato acidulado, chegando-se a resultados confiáveis em termos de resistência de união resina/cerâmica, não havendo necessidade de equipamentos especiais nem ácidos muito agressivos e de uso potencialmente danoso. Salienta-se, ainda, que esses dados foram obtidos in vitro, sob condições laboratoriais controladas, podendo não refletirem exatamente a performance clínica das várias técnicas. CONCLUSÕES Após análise dos resultados, pode-se concluir que a associação dos diferentes tratamentos mecânicos (jateamento e asperização) com os diferentes ácidos estudados (ácido fosfórico, fluorfosfato de sódio acidulado e ácido hidroflurídrico) pode ser utilizada clinicamente para o reparo intra-oral de uma cerâmica fraturada. AGRADECIMENTO à FAPESP pelo apoio financeiro por meio de Bolsa de Iniciação Científica, processo nº. 04/

6 REFERÊNCIAS 1. Addison O, Fleming, G.J. The influence of cement lute, thermocycling and surface preparation on the strength of a porcelain laminate veneering material. Dent Mater 2004 Mar; 20(3): Albakry M., Guazztto M, Swain MV. Biaxial flexural strength, elastic moduli, and x-ray diffraction characterization of three pressable all-ceramic materials. J Prosthet Dent 2003 Apr; 89(4): Appeldoorn RE, Wilwerding TM, Barkmeier WW. Bond strength of composite resin to porcelain with newer generation porcelain repair system. J Prosthet Dent 1993 Jul; 70 (1): Berksun S, Saglam S. Shear strength of composite bonded porcelain-to-porcelain in a new repair system. J Prosthet Dent 1994 Apr; 71(4): Butler CJ, Masri R DriscolL CF, Thompson GA, Runyan DA, von Fraunhofer JA. Effect of fluoride and 10% carbamide peroxide on the roughness of low fusing and ultra low fusing porcelain. J Prosthet Dent 2004 Aug; 92(2): Cardoso AC, Spinelli Filho P. Clinical and laboratory technique for repair or fractured porcelain in fixed prostheses: a case report. Quintessence Int 1994 Dec; 25(12): Galiatsatos AA. An indirect repair technique for fractured metal-ceramic restorations: a clinical report. J Prosthet Dent 2005 Apr; 93(4): Goldstein RE, White SN. Intraoral esthetic repair of dental restorations. J Esthetic Dent 1995 Sep; 7(5): Hakayama T, Horie K, Aida M, Kanaya H Kobayashi T, Murata Y. The influence of surface conditions and silane agents on the bond of resin to dental porcelain. Dent Mater 1992 Jul; 8(4): Haselton DR, Diaz-Arnold AM, Dunne JT. Shear bond strengths of 2 intraoral repair systems to porcelain or metal substrates. J Prosthet Dent 2001 Nov; 86(5): Hirschfeld Z, Rehany A. Esthetic repair of porcelain in a complete-mouth reconstruction: a case report. Quintessence Int 1991 Dec; 22(12): Jochen DG, Caputo AA. Composite resin repair of porcelain denture teeth. J Prosthet Dent 1977 Dec; 38(6): Kato H, Matsumura H, Tanaka T. Bond strength and durability of porcelain bonding systems. J Prosthet Dent 1996 Feb; 75(2): Kula K, Kula TJ. The effect of topical APF foam and other fluorides on veneer porcelain surfaces. Pediatr Dent 1995 Sept-Oct; 17(5): Kussano CM, Bonfante G, Batista JG, Pinto JH. Evaluation of shear bond strength of composite to porcelain according to surface treatment. Braz Dent J 2003 Feb; 14(2): Leibrock A, Degenhart M, Behr M, Rosentritt M, Handel G. In vitro study of the effect of termo and load cycling on the bond strength of porcelain repair system. J Oral Rehabil 1999 Feb; 26(2): Llobell A, Nicholls JI, Kois JC, Daly CH. Fatigue life of porcelain repair systems. Int J Prosthodont 1992 May-Jun; 5(3): Matsumura H, Atsuta M. Repair of an eight-unit fixed partial denture: a clinical report. J Prosthet Dent 1996 Jun: 75(6): Pameijer CH, Louw NP, Fischer D. Repairing fractured porcelain: how surface preparation affects shear force resistance. J Am Dent Ass 1996 Feb; 127(2): Saracoglu A, Cura C, Cotert HS. Effect of various surface treatment methods on the bond strength of the heat-pressed ceramic samples. J Oral Rehabil 2004 Aug; 31(8): Suliman AA, Swift Jr EE, Perdigão J. Effects of surface treatment and bonding agents on bonding strength of composite resin to porcelain. J Prosthet Dent 1993 Aug; 70(2):

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